Пористый материал генерирует пар с помощью солнечного света

Современные электростанции в большинстве своём используют пар для вращения вырабатывающих электричество турбин. Разница заключается лишь в способах получения пара, в то время, как на тепловых электроцентралях сжигают уголь или природный газ, АЭС кипятят воду с помощью энергии расщепления атомов.

Исследователи из Массачусетского технологического института (МИТ) разработали инновационный губчатый материал, способный «превращать» в пар солнечный свет. Изобретение со временем может привести к появлению недорогой безэмиссионной коммерческой технологии генерации пара для энергетических предприятий. Кроме того, новый материал может быть использован для опреснения воды и стерилизации.

Губка, разработанная руководителем Департамента машиностроения МИТ Гангом Ченом (Gang Chen) и докторантом Хади Гасеми (Hadi Ghasemi) состоит из слоя графитовых хлопьев на пеноуглеродной основе, и способна плавать на поверхности воды или другой жидкости.

Когда на поверхность материала попадает солнечный свет, он нагревает графит, образует горячую точку, и изменяет давление, что вызывает засасывание воды порами основы. Вода, достигнув горячей графитовой частицы превращается в пар и испаряется.

Исследователям удалось конвертировать в пар 85% солнечного света падающего на губку. Этот результат значительно лучше параметров иных нагревательных солнечных элементов. Кроме того, губка в процессе преобразований теряет очень мало тепла и может генерировать пар при низкой интенсивности солнечной радиации.

Современные солнечные электростанции, концентрирующие солнечные лучи для получения пара, используют обширные и сложные поля из зеркал и линз. Тем не менее, потери тепла в этих сложных системах значительно выше.

Недавние исследования нашли способ повышения эффективности таких предприятий. Он предполагает использование модифицированных приёмников тепла, состоящих из смеси воды и наночастиц. Недостаток этой технологии в том, что для процесса требуется интенсивный поток солнечной энергии, плотность которого примерно в 1000 раз больше, чем обычное солнечное излучение ясным днём.

Губка, разработанная в МИТ, работает при концентрации естественного солнечного света всего в 10 раз. Материал, способный вырабатывать пар при столь низкой концентрации светового потока, разработан впервые. Но исследователи предполагают, что это далеко не предел и коммерческие приложения смогут работать с ещё более низкой концентрацией солнечного света.

Как считают учёные, энергетика — не единственная сфера возможного применения нового материала. По словам Гасеми: «Материал важен для опреснения, систем гигиены и стерилизации. Особенно в отдалённых районах, где солнце является единственным источником энергии. Если вы сможете генерировать пар при помощи солнечной энергии, это может быть очень полезно».